JP4889449B2 - 電子機器 - Google Patents

電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP4889449B2
JP4889449B2 JP2006297059A JP2006297059A JP4889449B2 JP 4889449 B2 JP4889449 B2 JP 4889449B2 JP 2006297059 A JP2006297059 A JP 2006297059A JP 2006297059 A JP2006297059 A JP 2006297059A JP 4889449 B2 JP4889449 B2 JP 4889449B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
fuel cell
fuel
electronic device
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006297059A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008117539A (ja
Inventor
敏夫 堀口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2006297059A priority Critical patent/JP4889449B2/ja
Priority to PCT/JP2007/071130 priority patent/WO2008053891A1/ja
Publication of JP2008117539A publication Critical patent/JP2008117539A/ja
Priority to US12/431,186 priority patent/US20090214912A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4889449B2 publication Critical patent/JP4889449B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/18Signals indicating condition of a camera member or suitability of light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438Pressure; Ambient pressure; Flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04544Voltage
    • H01M8/04559Voltage of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04574Current
    • H01M8/04589Current of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04604Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04626Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664Failure or abnormal function
    • H01M8/04686Failure or abnormal function of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858Electric variables
    • H01M8/04925Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858Electric variables
    • H01M8/04925Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955Shut-off or shut-down of fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、メタノールや水素等の燃料を化学反応によって発電する燃料電池と、充電可能なリチウムイオン電池のような2次電池と、を電源として併用する電子機器に関する。
携帯電話やPDA、デジタルカメラ等の携帯用情報機器は主にリチウムイオン電池等の充電可能な2次電池が電源として用いられてきている。近年、これらの機器の高機能化・多機能化・高速化や長時間駆動の要求に伴い、小型燃料電池が新たな電源として期待されており、一部では試作・試用も始まっている。
燃料電池は従来の2次電池とは異なり充電作業が不要で、燃料を補充または燃料カートリッジを交換するだけで瞬時に機器を長時間稼動させることが可能な状態にすることができる。これらの燃料電池のうち、メタノール等を燃料として使用する燃料電池は、その特性上、長時間にわたって一定の出力を供給することは可能であるが、使用する機器の負荷状態に応じた出力を供給することはできない。特に、携帯電話やデジタルカメラのように機器を使用するモードが複数あり、そのモードによっては必要な出力が2倍以上異なる機器に対しては燃料電池単独では使用できない。
そこで、このような電子機器に燃料電池を使用する際には、負荷変動に対応でき、かつ充電可能なリチウムイオン2次電池等を燃料電池と併用することが一般的に行われている。
例えば、特許文献1には、パソコンを燃料電池で使用する際の電源システムとして、燃料電池と2次電池を併用するシステムが開示されている。
また、特許文献2には、パソコンの設置状態や動作状況に応じて、自動的にパソコンに供給する電源を切り換えるシステムが開示されている。
更に、特許文献3には、動作モードによって、使用する電源を、燃料電池、ニッケル水素電池、リチウムコイン電池の3つのうちから切り換えるデジタルカメラが開示されている。
特開2004−265000号公報 特開2004−266908号公報 特開2004−120887号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示されているシステムでは、パソコンを使用するユーザがどの電源を使用するかや、燃料電池をどのように起動するか等の設定を行う必要があり、ユーザの負担が増えてしまう欠点がある。また、その設定が必ずしも最適な設定であるとは限らないため、システムの効率が落ちたり、動作が不安定になったりする可能性がある。
また、上記特許文献2に開示されているシステムでは、使用する電源を切り換える際に、燃料電池は負荷変動に対応できないという特性を考慮していないため、燃料電池のみが単独でパソコンを駆動する構成となってしまい、燃料があるにもかかわらずパソコンを駆動できない可能性がある。
また、上記特許文献3に開示されているデジタルカメラでは、当該デジタルカメラの動作モードに応じて使用する電源を切り換えるが、それぞれの電源の残り容量が少ない場合でも電子機器を稼動させるようにしているため、デジタルカメラを動作させている途中で電源切れとなってしまう可能性がある。
更に、上記何れの特許文献も、燃料電池、2次電池、燃料電池ユニット内の2次電池のうちの少なくとも一つが必ず稼動するという前提であるが、実際には長期間未使用の場合の放電等によってすべてがダウンしてしまう場合もある。上記特許文献1乃至3では、その際の対処方法が不明であり、その場合にはパソコンを使用できなくなってしまう欠点がある。また、緊急時も含めてユーザに対してそれぞれの電源の状態を表示したり、各場合における対処方法を指示したりする機能がないため、ユーザはそれぞれの場合に対する適切な対応が取れない、という欠点がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、電子機器を効率的に動作させることができると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができる電子機器を提供することを目的とする。
本発明の電子機器の一態様は、
燃料電池と、
上記燃料電池によって充電可能な2次電池からなる第1の電池手段と、
上記第1の電池手段から供給される電力によって充電可能な第2の電池手段と、
上記燃料電池、上記第1及び第2の電池手段のうち少なくとも上記第2の電池手段の電池残量を検出する電池残量検出手段と、
上記燃料電池への燃料の補充の指示または当該電子機器の動作状態のうち少なくともいずれか1つが表示される第1の表示手段
上記第1の電池手段及び上記第2の電池手段のうち少なくとも1つによって電力が供給され、上記電池残量検出手段の検出した検出結果に基づき、上記電池残量に関する表示または当該電子機器の動作状態に関する表示のうち少なくともいずれか1つが表示される第2の表示手段と、
を備える電子機器であって、
当該電子機器は、上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段から供給される電力で当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であり、
上記電池残量検出手段によって検出された上記第2の電池手段の電池残量が所定の値より低い場合、上記所定の値以上になるまで上記第2の電池手段が充電される、
ことを特徴とする。
本発明によれば、電子機器を効率的に動作させることができると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができ、よって、ユーザが適切な対処を行うことができ、電子機器が電池切れによって途中で使用不可能になることを防ぐことが可能な電子機器を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態として、2次電池をメイン電源として使用し、燃料電池がこの2次電池を充電しながら動作する電子機器について説明する。
図1は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の主要構成を示す図である。なお、同図において、実線の細い矢印は信号線を、太い白抜きの矢印は電源の供給を、それぞれ示す。
即ち、CCD(Charge Coupled Devices)12は、撮影レンズ14により結像された被写体像を電気信号(アナログ電気信号)に光電変換する。CCDインターフェース回路16は、このCCD12により光電変換された電気信号に対し所定の撮像処理を行い、一定形式の画像データ(デジタル電子データ)を得る。
FlashROM18には、当該デジタルカメラ10全体の動作を制御するための制御プログラムや、その制御プログラムの実行に必要な各種データが記録されている。SDRAM(Synchronous DRAM)20は、上記CCDインターフェース回路16により得られた画像データの一時格納用、及びシステムコントローラ22のワークエリア等として使用される。システムコントローラ22は、FlashROM18に記録されている制御プログラムを読み出し実行することにより、当該デジタルカメラ10全体の動作を制御する。また、システムコントローラ22は、所定の画像処理や、画像データの圧縮/伸長処理等も行う。
記録メディア(メディアカード)24は、例えばメモリカードや小型HDD(ハードディスク)等、デジタルカメラ10に着脱自在の記録媒体である。ストロボ制御回路26は、上記システムコントローラ22からの指示に基づいてストロボ28の発光を制御する。液晶モニタ駆動回路30は、液晶モニタ32を駆動するもので、液晶モニタ32は、この液晶モニタ駆動回路30による駆動に応じて画像や各種メニュー等を表示する。白黒LCD34は、当該デジタルカメラ10の設定状態を表示する。カメラ操作SW36は、レリーズスイッチ,RECモードスイッチ,PLAYモードスイッチ等を含み、当該デジタルカメラ10への所定の指示を行うためのスイッチである。USB(Universal Serial Bus)コントローラ38は、当該デジタルカメラ10とUSBにより接続されている外部機器(図示せず)との間でデータの送受を行うための制御を行う。
また、デジタルカメラ10には、ベース電池40、2次電池42、及び燃料電池44の3種類の電源が実装されている。
ここで、2次電池42は、リチウムイオン2次電池やニッケル水素電池等の充電することによって再使用が可能な電池である。デジタルカメラ10においては、通常は、2次電池42が充電回路46を介して燃料電池44によって充電された状態でデジタルカメラ10の主電源となる。燃料電池44は、デジタルカメラ10の起動時、ストロボ発光時、連続撮影時等のピーク電流に対応できないため、デジタルカメラ10の主電源としては使用せず、2次電池42の充電用としてのみ機能する。そのため、燃料電池44の出力は、充電回路46を経由して2次電池42を充電し、システムコントローラ22には接続されない。
燃料電池44には、携帯用機器に実装するため小型で補機類を必要としないパッシブ型の燃料電池として、メタノールを燃料とするダイレクト・メタノール型燃料電池(DMFC)や、水素を燃料とする水素燃料電池(PEMFC)等を使用することができる。燃料電池44には、燃料を蓄えておく燃料タンク48が実装されており、この燃料タンク48に燃料を直接追加するか、もしくは燃料タンクに代えて燃料カートリッジを交換して使用する方式とし、この燃料カートリッジを交換することで燃料補給を瞬時に行うことが可能となっている。
ベース電池40は、初期状態や2次電池42が充電されていない場合、及び2次電池42の容量がなくなった場合等の2次電池42が機能しない場合に、最低限の動作を行う緊急用の電源であり、その場合に電源モニタ・コントローラ50に電源を供給する。ベース電池40は、通常は、充電回路52を介して上記2次電池42によって充電されており、リチウムイオン2次電池やニッケル水素電池等の2次電池で構成される。このベース電池40は、充電状態が一定レベル以上であれば、緊急用の電源として動作させることが可能である。
電源モニタ・コントローラ50は、ベース電池40、2次電池42、及び燃料電池44の電池残量や電圧等のそれぞれの状態をモニタし、その状態をシステムコントローラ22に伝達する。システムコントローラ22は、その情報に基づいてデジタルカメラ10全体の動作を制御し、必要な情報を表示してユーザに伝達する。電源モニタ・コントローラ50には、ベース電池40と2次電池42の両方が接続されており、どちらかの電池に残量があれば機能するようになっている。
電源モニタ・コントローラ50に接続された電源チェックSW54は、デジタルカメラ10の電源の状態をチェックするためのスイッチである。この電源チェックSW54がユーザによってオンされると、電源モニタ・コントローラ50がベース電池40、2次電池42、燃料電池44の状態をチェックし、その結果を電源チェックLED56に表示する。
図2は、上記電源モニタ・コントローラ50への電源供給を行う詳細構成を示すブロック図である。
即ち、ベース電池40の出力及び2次電池42の出力は、それぞれ逆流防止用ダイオード58、60を介して、DC−DCコンバータ62に接続される。このDC−DCコンバータ62は、電池残量によって変動するベース電池40や2次電池42の出力電圧を、電源モニタ・コントローラ50が必要とする電圧に変換して供給する。この構成により、ベース電池40または2次電池42の何れかに電源モニタ・コントローラ50を動作するために必要な最低レベルの残量があれば、電源モニタ・コントローラ50は動作することが可能となる。また、2次電池42の出力は、充電回路52を介してベース電池40に接続され、ベース電池40を常時充電する。
電源モニタ・コントローラ50は、ベース電池40の出力電圧及び2次電池42の出力電圧を、A/D変換器64を通してデジタルデータとしてモニタする。A/D変換器64は、複数の入力チャネルを有しており、電源モニタ・コントローラ50からのコントロール出力信号によってチャネル切り替えを行う。
一方、燃料電池44の出力については、電流検出回路66を介して負荷に流れる電流を電圧に変換した信号を、A/D変換器64の入力チャネルに接続し、デジタルデータとしてモニタするようになっている。同時に、燃料電池44の出力電圧もA/D変換器64を介して、電源モニタ・コントローラ50でデジタルデータとしてモニタする。更に、燃料電池44で使用する燃料を貯蔵する燃料タンク48には、センサアレイ68が取り付けられており、その出力信号がA/D変換器64によってデジタルデータに変換されて電源モニタ・コントローラ50によってモニタされる。
以下に、それぞれの電池の状態をモニタする方法を説明する。
2次電池42として、リチウムイオン2次電池を使用する場合には、2次電池42の出力電圧をモニタすることで2次電池42の充電状態をモニタすることが可能である。一般に、リチウムイオン2次電池は、放電するに従って出力電圧が下降する特性を持っているので、出力電圧を測定することによって残存容量を推定することが可能であるためである。出力電圧が所定の電圧(通常は3.0ボルト)となった場合には、その2次電池の容量が空になった状態と判断する。
また、2次電池42として、ニッケル水素2次電池を使用する場合には、2次電池42に所定の負荷をかけた際の2次電池42の出力電圧と、負荷をかける前の出力電圧との差電圧によって残存容量を推定することができる。所定の負荷としては、例えばデジタルカメラ10の場合にはオートフォーカスのための測距準備動作やストロボ28のチャージ動作を行わせる。負荷をかけた際の電圧が所定レベル以下となった場合には、その2次電池の容量は電子機器が動作できない状態と判断する。
これに対して、一般に、燃料電池44は2次電池42とは異なり、その出力電圧と残存容量には明確な関連性がない。即ち、燃料電池44の出力電圧は燃料がある限り一定であり、燃料の量には関係がない。しかし、燃料電池44は燃料の持つ化学エネルギーを電気エネルギーにある効率で変換するものであるので、燃料が満量時のエネルギーから使用したエネルギーを差し引けば残存容量が推定できる。具体的には、図2において、一定時間ΔTの間隔で燃料電池44の出力電圧と電流検出回路66を介した出力電流を測定し、A/D変換器64でデジタルデータに変換して電源モニタ・コントローラ50に入力する。電源モニタ・コントローラ50では、出力電圧と出力電流の積を計算して電力を求める。その値に測定時間間隔ΔTを乗じれば、ΔTの時間で使用したエネルギーが測定できる。このエネルギーを燃料電池44の使用開始時点から積算することによって、それまでに使用した累積エネルギー量を求めることができ、燃料タンク48が満量の場合の総エネルギーから減算すれば、残存容量を求めることができる。残存容量がゼロとなった場合には、残り燃料が空、という状態となる。空となった燃料タンク48に満量まで燃料を補充するか、あるいはカートリッジ交換式の場合には燃料が満量充填されている新品の燃料カートリッジと交換すれば満タンの状態となる。
上記の方法とは異なり、燃料がメタノール等の液体の場合に、より直接的に燃料の量をセンサアレイ68を使用して測定する方法を以下に説明する。
図3(A)はデジタルカメラ10の裏面図、図3(B)はデジタルカメラ10の側面図である。燃料タンク48には燃料量表示窓70が設けられ、内部の燃料72を光学的に検出できるようになっている。デジタルカメラ10の側面には、燃料72を補給するための燃料補給口74が設けられている。そして、デジタルカメラ10内の上記燃料タンク48の燃料量表示窓70に対応する位置に、複数のセンサ76を並べた上記センサアレイ68が配置されている。
図4は、上記センサアレイ68のセンサ76で燃料タンク48内の燃料の残量を測定する原理を示す図で、燃料タンク48を鉛直方向上側から見た図である。
センサ76は、LED78、集光レンズ80、結像レンズ82、及びディテクタ84から構成され、また、燃料タンク48内にはミラー部86が構成されている。燃料量表示窓70は、燃料タンク48の一部をアクリルやガラス等の透明材料で構成され、センサ76と対向して配置されている。従って、LED78で発光した光が集光レンズ80によって集光されて、この燃料量表示窓70を通して燃料タンク48内に照射される。燃料タンク48の内側で燃料量表示窓70に対面する部分のミラー部86は、銀やニッケル等の反射率の高い金属でメッキされている。従って、燃料タンク48内に燃料が存在しない場合には、ミラー部86によってほぼすべての光が反射して、燃料量表示窓70及び結像レンズ82を通ってディテクタ84で検出されるので、ディテクタ84の出力は高レベルとなる。
一方、燃料タンク48内に燃料が存在する場合には、LED78を出た光が燃料72を透過する際に屈折するため、燃料タンク48には燃料が存在しない場合とは異なる角度で入射し、ミラー部86で反射した後も同様に異なる角度で出射するため、ディテクタ84に到達する光の強度は小さいものとなり、結果としてディテクタ84の出力は低レベルとなる。
このような原理に基づいて、燃料タンク48内の任意の位置において、そこに燃料72が存在するか否かを検出することができる。
このようなセンサ76をデジタルカメラ10の上下方向(図4の場合は紙面に鉛直方向)に複数個並べて設置することにより、高精度で燃料72の残り量を測定することができる。LED78、レンズ80,82、ディテクタ84は、アレイ状に構成すればスペース的により効率的である。これがセンサアレイ68であり、その構成を図5に、その出力を図6に示す。
図5の例では、センサアレイ68は、上記センサ76と同じものを8個並列に並べたものであり、各センサ76の出力がそれぞれPD1,PD2,…,PD8としてA/D変換器64に入力される。A/D変換器64の出力は、電源モニタ・コントローラ50に入力される。なお、説明上、図5では、A/D変換器64と電源モニタ・コントローラ50がデジタルカメラ10の外にあるように書かれているが、これらはデジタルカメラ10の内部に配置される。
図6は、上記PD1からPD8の出力をグラフにしたものである。図5に示す状態では、PD4の途中まで燃料72があるので、PD1からPD3は高レベル(H)、PD5からPD8は低レベル(L)、PD4は高レベルと低レベルの中間レベルとなる。この各センサ出力により、電源モニタ・コントローラ50は、燃料72が燃料タンク48の3/8と4/8の間にあることを知ることができる。センサアレイ68の各センサ出力がすべて低レベルの場合、燃料72が燃料タンク48に満タンであることを示す。また、センサアレイ68の各センサ出力がすべて高レベルの場合は、燃料タンク48が空であることを示す。
なお、この燃料検出方法では、デジタルカメラ10が図3(A)に記載した方向に置かれていることが条件となるので、その旨の注意表記を例えばデジタルカメラ10の外装上に行う必要がある。
図5の例では、燃料タンク48の残量検出を行う領域として8分割するようにしたが、領域数はそれに限定されるものではない。
なお、上記電源チェックSW54がユーザによってオンされると、電源モニタ・コントローラ50がベース電池40、2次電池42、及び燃料電池44の状態をチェックし、その結果を電源チェックLED56に表示する。ベース電池40、2次電池42に何れも電池容量がない場合は電源チェックLED56は消灯する。ベース電源40、2次電池42に電池容量があり、かつ燃料電池44に燃料があり、デジタルカメラ10が動作可能な場合は、電源チェックLED56は点灯する。これら消灯・点灯以外の場合については、以下のデジタルカメラ10の動作を説明する中で後述する。
本実施形態では、デジタルカメラ10は、ユーザにとっては燃料電池44で稼動するカメラとして認識され、2次電池42の存在はユーザには意識させないようなユーザ・インターフェースとする。
以下、各電池の残量の状態に対応した本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の動作を説明する。
図7は、各電池の残量の状態に対応したデジタルカメラ10の状態と表示の対応一覧表を示しており、各電池の残量の状態、カメラ動作の可否、動作可能なカメラの状態、及び液晶モニタ32への表示内容を、No.1〜No.12の12のケースについてそれぞれ示している。同図において、残量(残り容量)を示す欄の○は『満充電』または『満タン』を、×は『空』を、△は○と×の間の状態(満充電または満タンの状態から使用したが、空にはなっていない状態)を、それぞれ示し、2次電池42では『充電量減状態』、燃料電池44では『燃料減状態』と呼ぶ。『○ or △』は電池残量が空ではない状態、即ち満充電状態かあるいは満充電から減っているものの未だ空にまでは減っていない状態を示すので、ここでは『充電状態』と呼ぶ。なお、同図における表示内容は一例であり、これに限定するものではない。
以下に、これらのケースNo.1からケースNo.12までのそれぞれの状態を説明する。
ケースNo.1は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.1では、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。従って、『動作できます』の表示を液晶モニタ32上に行う。本状態でデジタルカメラ10を動作させると、2次電池42が使用されるので、それを燃料電池44が充電する。ベース電池40が満充電でない場合には、2次電池42によって充電動作が行われる。
ケースNo.2は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.2では、2次電池42が満充電状態であるので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。デジタルカメラ10を動作させることにより2次電池42の充電量が減ってきた場合には、燃料電池44が発電状態となって2次電池42に充電を行うので、燃料電池44の燃料が更に減少する。従って、燃料切れを起こさないようにするために、ユーザには燃料の追加を促す警告として、液晶モニタ32上に『動作できますが、燃料残り少ないので追加してください』という表示を行う。
ケースNo.3は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44の燃料が空の場合である。2次電池42が満充電であるので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。しかし、燃料電池44の燃料が空であるので、ユーザには液晶モニタ32上に『動作できますが、燃料を入れてください』という警告表示を行って、ユーザに燃料の補給を促す。
ケースNo.4は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44の燃料が空の場合である。このケースNo.4では、上記ケースNo.3と同様に、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。しかし、2次電池42の充電量が減っている状態であるので、電池切れを防ぐために早期に2次電池42の充電が必要である。ここで、2次電池42を充電する燃料電池44は空であるので、2次電池42の充電動作を行うことができない。そこで、『動作できますが、至急燃料を入れてください』という表示を液晶モニタ32上に行い、至急ユーザに燃料の補給を促す。
ケースNo.5は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.5では、2次電池42に容量が残っているので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。また、燃料電池44に燃料が残っているため、燃料電池44が発電を行って2次電池42を充電することが可能である。デジタルカメラ10を2次電池42で動作させながら、2次電池42を燃料電池44で充電することも可能である。しかし、燃料電池44で使用する燃料が減っているため、液晶モニタ32には、『動作できますが、燃料残り少ないので補充してください』という警告表示を行う。
ケースNo.6は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が空、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.6では、2次電池42が空なので、デジタルカメラ10は動作できない。しかし、燃料電池44には燃料がまだ残っているため、燃料電池44が発電を行って2次電池42を充電することが可能な状態であるので、2次電池42の充電量が一定レベル、即ちデジタルカメラ10を稼動できる充電レベル、になればデジタルカメラ10は動作可能となる。この充電レベルは予めデジタルカメラ10の動作特性を考慮して決定しておき、電源モニタ・コントローラ50が制御するように構成する(システムコントローラ22は2次電池42が空なので稼動できない)。2次電池42が一定レベルに充電されたことをチェックするのは、2次電池42の出力電圧をチェックすることにより行う。
2次電池42が一定レベルに充電されるまでの間、ユーザを待たせる必要がある。しかし、2次電池42が空であるので、システムコントローラ22を稼動させることができないため、液晶モニタ32に表示することはできない。そこで、ユーザにデジタルカメラ10の電源の状態を知らせるために、電源チェックSW54と電源チェックLED56を使用する。即ち、この状態でユーザが電源チェックSW54をオンにしたことを電源モニタ・コントローラ50が検出した場合、電源チェックLED56をON−OFFの周期が1:1の周期で点滅させる。この点滅を『LED点滅1』と呼ぶ。この1:1の点滅が『準備中です。しばらくお待ち下さい』という意味のメッセージであることを、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部にシール等により呈示しておくことによってユーザに告知する。電源チェックLED56の点灯にはベース電池40の電力が使用される。
この後、燃料電池44が発電を開始すれば2次電池42を充電し、2次電池42の充電状態が一定レベルになればシステムコントローラ22が稼動して液晶モニタ32にデジタルカメラ10の電源の状態を表示することが可能となるので、この状態はそれまでの間の過渡的なものである。
ケースNo.7は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が空、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.7では、上記ケースNo.6と同様、2次電池42が空なので、デジタルカメラ10は動作できないが、燃料電池44が発電を行っているので、2次電池42の充電が一定レベルになればデジタルカメラ10は動作可能となる。それまでの間、ユーザを待たせる必要があるので、上記ケースNo.6と同様、電源チェックSW54と電源チェックLED56を使用して、ユーザが電源チェックSW54をオンにした時には、電源チェックLED56をON−OFFの周期が1:1の周期で点滅させて(『LED点滅1』)、『準備中です。しばらくお待ち下さい』というメッセージをユーザに知らせる。
このケースNo.7の上記ケースNo.6との違いは、燃料電池44の燃料が満タンであることである。
ケースNo.8は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.8では、2次電池42に容量が残っているので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。また、燃料電池44の燃料が満タンであるため、燃料電池44が発電を行って2次電池42を充電する。デジタルカメラ10を2次電池42で動作させながら、2次電池42を燃料電池44で充電することも可能である。ユーザには2次電池42の存在を意識させないので、この場合には、液晶モニタ32への表示は『動作できます』の表示を行う。
ケースNo.9は、ベース電池40が充電状態、2次電池42の容量が空、かつ燃料電池44の燃料が空の場合である。このケースNo.9では、デジタルカメラ10を使用するには、燃料電池44に燃料を追加するか、未使用の燃料カートリッジを装着することにより、燃料電池44を稼動させて発電し、その発電出力で2次電池42を充電する必要がある。即ち、ユーザに燃料を入れてもらうように促す必要がある。この場合は、デジタルカメラ10の主電源である2次電池42が空の状態なので、液晶モニタ32への表示はできない。そこで、上記ケースNo.6及びNo.7と同様、電源チェックSW54と電源チェックLED56を表示用に使用する。但し、この状態で電源チェックSW54をオンすると、電源チェックLED56のON−OFFの周期が2:1の割合で点滅するようにする。この点滅を『LED点滅2』と呼ぶ。この2:1の点滅がユーザに『燃料を入れてください』ということを意味することは、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ケースNo.10は、ベース電池40、2次電池42、燃料電池44の燃料が何れも空の場合である。このケースNo.10は、デジタルカメラ10が使用されずに長期間放置され、ベース電池40、2次電池42が自然放電してしまった場合である。通常の使用時ではベース電池40は2次電池42によって常に充電されているので、この状態が発生するのは稀である。この状態では、ベース電池40も空なので電源チェックSW54をオンしても電源チェックLED56は消灯したままである。このLEDの消灯状態がユーザに『ベース電池切れです』ということを意味することは、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ベース電池40の容量が空の状態では、仮に2次電池42が満充電状態で装着されていてもデジタルカメラ10は動作しない。ベース電池40は2次電池42の容量がなくなった場合に最低限の動作を行う電源であるので、ベース電池40は必ずある程度は充電された状態でなければならない。従って、この場合の対応としては、(1)ベース電池40を充電されたものと交換する、(2)燃料電池44の燃料を装着し、燃料電池44を発電状態にして2次電池42を充電し、その後にベース電池40を充電する、の何れかの方法でベース電池40を一定レベルに充電された状態にする。ベース電池40が一定レベルまで充電されたことをチェックするのは、2次電池42のチェックと同様に、ベース電池40の出力電圧をチェックすることで行う。上記(1)の場合は、さらに燃料電池44の燃料を補充し、燃料電池44によって2次電池42が上記ケースNo.6に記載した一定レベル、即ちデジタルカメラ10を稼動できる充電レベルに充電されれば、デジタルカメラ10を使用することができる。上記(2)の場合には、ベース電池40が充電され、2次電池42が上記ケースNo.6に記載した一定レベル、即ちデジタルカメラ10を稼動できる充電レベルに充電されれば、デジタルカメラ10は使用可能な状態となる。上記の対処方法は、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ケースNo.11は、ベース電池40及び2次電池42が共に空、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.11は、上記ケースNo.10の状態で、燃料電池44の燃料を補充した状態である。燃料電池44が起動して発電を開始し、2次電池42を充電し、更に2次電池42がベース電池40を充電するまで、ユーザを待たせる必要がある。ベース電池40及び2次電池42が空であるので、電源チェックLED56は消灯のままである。この状態で2次電池42が充電されれば、次のケースNo.12の状態となる。
ケースNo.12は、ベース電池40が空、2次電池42が充電減状態、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.12は、上記ケースNo.11の状態から、燃料電池44が発電を行い、2次電池42がある程度充電された状態である。ベース電池40が空であるので、デジタルカメラ10は稼動できない。2次電池42に充電された電力によってベース電池40が一定レベル以上に充電されるのを待たねばならない。ベース電池40が一定レベルまで充電されたことをチェックするのは、2次電池42のチェックと同様にベース電池40の出力電圧をチェックすることで行う。
この場合の表示は、ベース電池40が空であるのでシステムコントローラ22は稼動できないため、電源チェックSW54と電源チェックLED56を使用する。電源モニタ・コントローラ50の電源は、図2のブロック図で示したように、2次電池42が使用される。電源チェックSW54がオンされると、電源チェックLED56をON−OFFの周期が1:1の周期で点滅させる(『LED点滅1』)。この1:1の点滅が『準備中です。しばらくお待ち下さい』という意味のメッセージであることは、上述したようにしてユーザに告知する。
上記ケースNo.1からケースNo.12までの状態の相互の遷移状態を図8に示す。同図において、丸の中の番号が上記ケースNo.1〜ケースNo.12に対応する。丸の脇に記載されている○△×は順に、ベース電池40の状態、2次電池42の状態、燃料電池44の燃料の状態、をそれぞれ示す。矢印近くに記載されている各用語は下記を意味する。
『動作』は、デジタルカメラ10を動作させるということを意味する。
『充電』は、:燃料電池44が2次電池42を充電するということを意味する。
『燃料追加』は、燃料電池44の燃料を追加する(満タンにはならない)ということを意味する。
『燃料補給』は、燃料電池44の燃料を満タンにするということを意味する。
システムコントローラ22は、この状態遷移図と、電源モニタ・コントローラ50から得られる、それぞれの電池の状態とを基に、デジタルカメラ10が使用する電池の選択、液晶モニタ32への表示等の制御を行う。
例えば、上記ケースNo.5の状態を例に説明する。ケースNo.5は○△△であるので、ベース電池40が満充電、2次電池42が途中まで充電、燃料電池44の燃料が残量あり、の状態である。この状態で、(A)デジタルカメラ10を使用すれば、2次電池42が減り、上記ケースNo.6の状態(○×△)に、(B)燃料を補給すれば、燃料電池44の燃料が満タンになり、上記ケースNo.8の状態(○△○)に、(C)燃料電池44が発電して2次電池42を充電すれば、その充電状態と燃料の残り量によって、上記ケースNo.2(○○△)または上記ケースNo.3(○○×)または上記ケースNo.4(○△×)の何れかの状態に、それぞれ遷移する。
一方、このケースNo.5の状態には、(a)上記ケースNo.2(○○△)の状態で、デジタルカメラ10を使用して2次電池42の充電量が減った場合、(b)上記ケースNo.4(○△×)の状態で、燃料を追加した場合、(c)上記ケースNo.6(○×△)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、燃料が残っている場合、(d)上記ケースNo.7(○×○)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、燃料が残っている場合、(e)上記ケースNo.8(○△○)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、燃料が残っている場合、(f)上記ケースNo.12(×△△)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、2次電池42がベース電池40を充電して満充電にした場合、の何れかのルートで到達する。
システムコントローラ22は、この状態遷移図に基づいて、それぞれの電源の状態に応じた最適な電源を使用して、デジタルカメラ10の全体の動作を制御する。この状態遷移図にないルートで特定の状態に遷移した場合には、電源関連で何らかの異常が発生した可能性があるので、システムコントローラ22は異常への対応を行うこともできる。
図9は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の電源モニタ・コントローラ50とシステムコントローラ22の動作フローチャートを示す図である。なお、電源モニタ・コントローラ50は、ベース電池40か2次電池42を電源として動作するので、図7に示した状態のうち、ケースNo.10及びケースNo.11の状態は除外される。図9に記載されている括弧でくくられた数字は、図7に示した状態に対応する。
即ち、まず、ベース電池40、2次電池42、及び燃料電池44の燃料の状態を取り込む(ステップS10)。そして、ベース電池40の充電レベルが一定以上か否かをチェックする(ステップS12)。
ここで、ベース電池40の充電レベルが一定以上でないと判断された場合には、電源モニタ・コントローラ50は2次電池42で動作しているが、ベース電池40の充電を待つ必要がある。この状態は上記ケースNo.12の状態である。この場合には、電源チェックSW54がオンされたときに準備中であることを知らせるように、電源チェックLED56を点滅1で点滅させるように設定する(ステップS14)。その後、ベース電池40の状態を取り込み(ステップS16)、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上になったか否かを判別する(ステップS18)。ここで、まだ一定レベル以上になっていないと判断された場合には、上記ステップS16に戻る。こうして、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上になるまで待つ。
上記ステップS18において、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上であると判断されたならば、あるいは、上記ステップS12において、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上であると判断された場合(上記ケースNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5、No.6、No.7、No.8、No.9の状態に相当)には、更に、上記ステップS10で取り込んだ2次電池42の充電状態が空であるか否かをチェックする(ステップS20)。ここで、2次電池42が空であると判断した場合(上記ケースNo.6、No.7又はNo.9の状態に相当)には、燃料電池44で2次電池42が充電されるまで待つようにユーザに知らせることができるように設定する必要がある。そこで、まず、上記ステップS10で取り込んだ燃料電池44の燃料をチェックし(ステップS22)、燃料電池44の燃料が空であると判断した場合(上記ケースNo.9の状態に相当)には、電源チェックSW54がオンされたときに燃料を補給することを要請するために、電源チェックLED56を点滅2で点滅させるように設定する(ステップS24)。これに対して、上記ステップS22で燃料電池44の燃料が空でないと判断した場合(上記ケースNo.6又はNo.7の状態に相当)には、電源チェックSW54がオンされたときに準備中であることを知らせるように、電源チェックLED56を点滅1で点滅させるように設定する(ステップS26)。このようなステップS24又はステップS26における電源チェックLED56の点滅モードの設定が終了したならば、次に、2次電池42の状態を取り込み(ステップS28)、2次電池42の充電状態が一定レベル以上になったか否かを判別する(ステップS30)。ここで、まだ一定レベル以上になっていないと判断された場合には、上記ステップS28に戻る。こうして、2次電池42の充電状態が一定レベル以上になるまで待つ。
上記ステップS30において、2次電池42の充電状態が一定レベル以上になったと判断されたならば、あるいは、上記ステップS20において、2次電池42が空でないと判断された場合(上記ケースNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5、No.8の状態に相当)には、上記ステップS10で取り込んだ燃料電池44の燃料の量をチェックし(ステップS32)、その量によって液晶モニタ32上にそれぞれに対応したメッセージを表示する。即ち、燃料が空の場合(上記ケースNo.3、No.4の状態に相当)には『動作できますが、燃料を入れてください』(上記ケースNo.3の場合)あるいは『動作できますが、至急燃料を入れてください』(上記ケースNo.4の場合)の表示を(ステップS34)、満タンではないが燃料がある場合(上記ケースNo.2、No.5の状態に相当)には『動作できますが、燃料残り少ないので補充してください』の表示を(ステップS36)、満タンの場合(上記ケースNo.1、No.8の状態に相当)には『動作できます』の表示を(ステップS38)、それぞれ行う。表示を行った後はステップS10に戻り、ベース電池40、2次電池42、燃料電池44のそれぞれの状態に応じた対応を行う。この時、前述した状態遷移図に基づいて状態が遷移しているか否かをチェックすることが可能である。
以上のように、本第1実施形態によれば、燃料電池44と充電可能な2次電池42を電源とするデジタルカメラ10等の電子機器において、燃料電池44と2次電池42の状態に応じて電子機器の動作と使用する電源を選択すると同時に、燃料電池44と2次電池42の状態を基にしたメッセージを表示するようにし、さらに、燃料電池44及び2次電池42の両方の電源が動作できない状態になっても、燃料電池44及び2次電池42以外に、最低限の動作を行うための充電可能な緊急用電源としてのベース電池40と緊急用情報表示手段としての電源モニタ・コントローラ50及び電源チェックLED56を備え、緊急用電源は電子機器が動作している間は常時充電されるようにするように構成したので、電子機器を効率的に動作させることが可能となると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができるので、適切な対処を行うことができ、電子機器が電池切れによって途中で使用不可能になることを防ぐことが可能となる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態として、燃料電池をメイン電源として使用し、2次電池がピーク負荷分を補助して動作する電子機器について説明する。なお、本実施形態においては、燃料電池で発電が行われないと、電子機器は動作しない。
図10は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の主要構成を示す図である。なお、同図において、実線の細い矢印は信号線を、太い白抜きの矢印は電源の供給を、それぞれ示す。
本実施形態におけるデジタルカメラ10は、上記第1実施形態におけるそれとほぼ同様の構成であるが、2次電池42、燃料電池44、充電回路46の間の関係が異なる。即ち、燃料電池44の出力で2次電池42を充電回路46を介して充電する構成は上記第1実施形態と同様であるが、デジタルカメラ10の主電源、即ちシステムコントローラ22の主電源には、燃料電池44の出力に2次電池42の出力が追加された形となっている点が異なる。この構成においては、デジタルカメラ10は、メニュー表示や画像表示等のピーク電力を必要としない動作には燃料電池44のみで動作可能であるが、起動時、ストロボ発光時、連続撮影時等のピーク電力が必要な場合には、2次電池42が不足分を供給する。それ以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。
なお、電源モニタ・コントローラ50周辺の詳細のブロック図は、上記第1実施形態の説明で使用した図2と同じである。
本実施形態では、デジタルカメラ10はユーザにとっては燃料電池44で稼動するカメラとして認識され、2次電池42の存在はユーザには意識させないようなユーザ・インターフェースとする。
以下、各電池の残量の状態に対応した本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の動作を説明する。
図11は、各電池の残量の状態に対応したデジタルカメラ10の状態と表示の対応一覧表を示しており、各電池の残量の状態、カメラ動作の可否、動作可能なカメラの状態、及び液晶モニタ32への表示内容を、No.1〜No.12の12のケースについてそれぞれ示している。同図において、残量(残り容量)を示す欄の○は『満充電』または『満タン』を、×は『空』を、△は○と×の間の状態(満充電または満タンの状態から使用したが、空にはなっていない状態)を、それぞれ示し、2次電池42では『充電量減状態』、燃料電池44では『燃料減状態』と呼ぶ。『○ or △』は電池残量が空ではない状態、即ち満充電状態かあるいは満充電から減っているものの未だ空にまでは減っていない状態を示すので、ここでは『充電状態』と呼ぶ。なお、同図における表示内容は一例であり、これに限定するものではない。
以下に、これらのケースNo.1からケースNo.12までのそれぞれの状態を説明する。
ケースNo.1は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.1では、燃料電池44の燃料が満タン、かつ2次電池42が満充電状態であるので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。従って、『動作できます』の表示を液晶モニタ32上に行う。本状態でデジタルカメラ10を動作させると、2次電池42と燃料電池44が使用される。すると、2次電池42は燃料電池44によって充電されるので、満充電の状態に戻るが、燃料電池44の燃料は満タンでない状態となる。
ケースNo.2は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.2では、燃料電池44の燃料が残っており、かつ2次電池42が満充電状態であるので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。デジタルカメラ10を動作させることにより更に燃料電池44の燃料が減る状態となる。従って、燃料切れを起こさないようにするために、ユーザには燃料の追加を促す警告として、液晶モニタ32上に『動作できますが、燃料残り少ないので追加してください』という表示を行う。
ケースNo.3は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が満充電、燃料電池44の燃料が空の場合である。燃料電池44の燃料が空であるので、デジタルカメラ10は動作不可能である。動作させるには燃料補給が必要で、それをユーザに知らせる必要がある。しかし、燃料電池44の燃料が空であるので、液晶モニタ32上に表示を行ってユーザに燃料の補給を促すことはできない。一方、ベース電池40と2次電池42は充電状態であるので、電源モニタ・コントローラ50は動作可能である。そこで、ユーザにデジタルカメラ10の電源の状態を知らせるために、電源チェックSW54と電源チェックLED56を使用する。即ち、この状態でユーザが電源チェックSW54をオンにしたことを電源モニタ・コントローラ50が検出した場合、電源チェックLED56をON−OFFの周期が2:1の周期で点滅させる。この2:1の点滅が『燃料を入れてください』という意味のメッセージであることを、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部にシール等により呈示しておくことによってユーザに告知する。
この後、燃料が補給されれば燃料電池44が発電を開始し、デジタルカメラ10は使用可能状態となるので、この状態はそれまでの間の過渡的なものである。
ケースNo.4は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44の燃料が空の場合である。このケースNo.4では、上記ケースNo.3と同様に、デジタルカメラ10は燃料が補給されるまで動作不可能である。そこで、上記ケースNo.3と同様、『燃料を入れてください』という意味の電源チェックLED56の点滅(ON−OFFの周期が2:1の周期で点滅)を行うことにより、至急ユーザに燃料を補給することを促す。
ケースNo.5は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.5では、燃料電池44の燃料及び2次電池42の容量の何れも残っているので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。しかし、燃料電池44で使用する燃料が減っているため、液晶モニタ32には、『動作できますが、燃料残り少ないので補充してください』という警告表示を行う。
ケースNo.6は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が空、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.6では、燃料電池44の燃料は残っているが、2次電池42が空なので、デジタルカメラ10はすべての通常動作はできない。しかし、ストロボ発光や連続撮影等のピーク電力が必要な動作以外のメニュー表示や撮影した画像の液晶モニタへの表示等のピーク電力が必要でない動作は可能である。即ち、機能限定の通常動作が可能である。また、燃料電池44が発電状態となって2次電池42を充電して一定以上の充電レベルとなれば、すべての通常動作が可能となる。即ち、ユーザは通常動作がすべて可能になるまで、しばらく待たねばならない。さらに、燃料電池44の燃料が減っている状態であるので、燃料の補充を促す必要がある。
上記の内容をユーザに告知するために、液晶モニタ32上には、『準備中です。しばらくお待ち下さい。機能限定で使用できます。燃料を補充してください』という表示を行う。また、システムコントローラ22は、ユーザからピーク電力が必要となる動作、例えばストロボ発光等、を要求されてもその動作は行わないように、当該デジタルカメラ10の動作を選択制御する。その際に、『電力不足のためその動作はできません。しばらくお待ち下さい』という表示を液晶モニタ32上に行って、ユーザに機能が限定されていることを知らせる。2次電池42が一定レベルに充電されたことをチェックするのは、2次電池42の出力電圧をチェックすることにより行う。
なお、システムコントローラ22は、上記デジタルカメラ10の動作を選択制御する際に、2次電池42の充電状態によって選択する内容を変更するように構成しても良い。即ち、システムコントローラ22は、電源モニタ・コントローラ50を介して2次電池42の状態を得るが、その際に動作可能/動作不可能のようなデジタル的な情報だけでなく、電源モニタ・コントローラ50が2次電池42の出力電圧を図示しないA/Dコンバータで変換してシステムコントローラ22に伝達するように構成する。2次電池42としてリチウムイオン2次電池を使用すれば、その出力電圧によって充電状態を把握することができる。この機能を利用して、2次電池42の充電状態が浅く電池残量が未だ少ない場合は例えばストロボ発光は一切禁止するが、充電状態が深く電池残量がある程度十分な量になっている場合はストロボ発光を通常の3倍の時間間隔で許可する、等の制御を行う。
ケースNo.7は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が空、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.7では、上記ケースNo.6と同様、燃料電池44の燃料は満タンであるが、2次電池42が空なので、デジタルカメラ10はすべての通常動作はできないが、機能限定で動作させることが可能である。上記ケースNo.6との違いは、燃料電池44の燃料が満タンであることなので、液晶モニタ32への表示は、『準備中です。しばらくお待ち下さい。機能限定で使用できます。』となる。
ケースNo.8は、ベース電池40が充電状態、2次電池42が充電量減状態、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.8では、燃料電池44の燃料が満タン、2次電池42に容量が残っているので、デジタルカメラ10は通常動作が可能である。通常動作と並行して燃料電池44の発電により、2次電池42が充電される。
ケースNo.9は、ベース電池40が充電状態、2次電池42の容量が空、かつ燃料電池44の燃料が空の場合である。このケースNo.9では、デジタルカメラ10を使用するには、燃料電池44に燃料を追加するか、未使用の燃料カートリッジを装着することにより、燃料電池44を稼動させて発電し、その発電出力で2次電池42を充電する必要がある。即ち、ユーザに燃料を入れてもらうように促す必要がある。この場合は、デジタルカメラ10の主電源である燃料電池44の燃料が空の状態なので、液晶モニタ32への表示はできないが、ベース電池40が充電状態であるので電源モニタ・コントローラ50はベース電池40で動作する。そこで、上記ケースNo.6及びNo.7と同様、電源チェックSW54と電源チェックLED56を表示用に使用する。但し、この状態で電源チェックSW54をオンすると、電源チェックLED56のON−OFFの周期が2:1の割合で点滅するようにする。この2:1の点滅がユーザに『燃料を入れてください』ということを意味することは、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ケースNo.10は、ベース電池40、2次電池42、燃料電池44の燃料が何れも空の場合である。このケースNo.10は、デジタルカメラ10が使用されずに長期間放置され、ベース電池40、2次電池42が自然放電してしまった場合である。通常の使用時ではベース電池40は2次電池42によって常に充電されているので、この状態が発生するのは稀である。この状態では、電源チェックSW54をオンしても電源チェックLED56は消灯したままである。このLEDの消灯状態がユーザに『ベース電池切れです』ということを意味することは、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ベース電池40の容量が空の状態では、仮に燃料電池44の燃料が満タン状態であってもデジタルカメラ10は動作しない。ベース電池40は燃料電池44の燃料がなくなった場合に最低限の動作を行う電源であるので、ベース電池40は必ずある程度は充電された状態でなければならない。従って、この場合の対応としては、(1)ベース電池40を充電されたものと交換する、(2)燃料電池44の燃料を装着し、燃料電池44を発電状態にして2次電池42を充電し、その後にベース電池40を充電する、の何れかの方法でベース電池40を一定レベルに充電された状態にする。ベース電池40が一定レベルまで充電されたことをチェックするのは、2次電池42のチェックと同様に、ベース電池40の出力電圧をチェックすることで行う。上記(1)の場合は、さらに燃料電池44の燃料を補充し、燃料電池44によって2次電池42が充電されれば、デジタルカメラ10を使用することができる。上記(2)の場合には、ベース電池40が充電され、2次電池42が上記ケースNo.6に記載した一定レベル、即ちデジタルカメラ10を稼動できる充電レベルに充電されれば、デジタルカメラ10はすべての通常動作が可能な状態となる。もし、2次電池42が一定レベルに充電されない場合には、機能限定でデジタルカメラ10を使用することが可能である。上記の対処方法は、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
ケースNo.11は、ベース電池40及び2次電池42が共に空、燃料電池44の燃料が満タンの場合である。このケースNo.11は、上記ケースNo.10の状態で、燃料電池44の燃料を補充した状態である。燃料電池44が起動して発電を開始し、2次電池42を充電し、更に2次電池42がベース電池40を充電するまで、ユーザを待たせる必要がある。ベース電池40及び2次電池42が空であるので、電源チェックLED56は消灯のままである。この状態で2次電池42が充電されれば、次のケースNo.12の状態となる。
ケースNo.12は、ベース電池40が空、2次電池42が充電減状態、燃料電池44が燃料減状態の場合である。このケースNo.12は、上記ケースNo.11の状態から、燃料電池44が発電を行い、2次電池42がある程度充電された状態である。ベース電池40が空であるので、デジタルカメラ10は稼動できない。2次電池42に充電された電力によってベース電池40が充電されるのを待たねばならない。ベース電池40が一定レベルまで充電されたことをチェックするのは、2次電池42のチェックと同様にベース電池40の出力電圧をチェックすることで行う。
この場合の表示は、ベース電池40が空であるのでシステムコントローラ22は稼動できないため、電源チェックSW54と電源チェックLED56を使用する。電源モニタ・コントローラ50の電源は、2次電池42が使用される。電源チェックSW54がオンされると、電源チェックLED56をON−OFFの周期が1:1の周期で点滅させる(『LED点滅1』)。この1:1の点滅が『準備中です。しばらくお待ち下さい』という意味のメッセージであることは、デジタルカメラ10の取扱説明書に記載するか、デジタルカメラ10本体の一部に呈示しておくことによってユーザに告知する。
上記ケースNo.1からケースNo.12までの状態の相互の遷移状態を図12に示す。同図において、丸の中の番号が上記ケースNo.1〜ケースNo.12に対応する。丸の脇に記載されている○△×は順に、ベース電池40の状態、2次電池42の状態、燃料電池44の燃料の状態、をそれぞれ示す。矢印近くに記載されている各用語は下記を意味する。
『動作』は、デジタルカメラ10を動作させるということを意味する。
『限定動作』は、デジタルカメラ10を限定動作(ピーク電力を使わない動作)させるということを意味する。
『充電』は、:燃料電池44が2次電池42を充電するということを意味する。
『燃料追加』は、燃料電池44の燃料を追加する(満タンにはならない)ということを意味する。
『燃料補給』は、燃料電池44の燃料を満タンにするということを意味する。
システムコントローラ22は、この状態遷移図と、電源モニタ・コントローラ50から得られる、それぞれの電池の状態とを基に、デジタルカメラ10が使用する電池の選択、液晶モニタ32への表示等の制御を行う。
例えば、上記ケースNo.5の状態を例に説明する。ケースNo.5は○△△であるので、ベース電池40が満充電、2次電池42が途中まで充電、燃料電池44の燃料が残量あり、の状態である。この状態で、(A)デジタルカメラ10を動作させれば、燃料電池44の燃料と2次電池42の状態によって、上記ケースNo.4(○△×)の状態または上記ケースNo.6(○×△)の状態または上記ケースNo.9(○××)の状態に、(B)燃料を補給すれば、燃料電池44の燃料が満タンになり、上記ケースNo.8の状態(○△○)に、(C)燃料電池44が発電して2次電池42を充電すれば、上記ケースNo.2(○○△)の状態に、それぞれ遷移する。
一方、このケースNo.5の状態には、(a)上記ケースNo.2(○○△)の状態で、デジタルカメラ10を動作させて2次電池42の充電量が減った場合、(b)上記ケースNo.4(○△×)の状態で、燃料を追加した場合、(c)上記ケースNo.6(○×△)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、燃料が残っている場合、(d)上記ケースNo.7(○×○)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、燃料が残っている場合、(e)上記ケースNo.8(○△○)の状態で、デジタルカメラ10を動作させた場合、(f)上記ケースNo.12(×△△)の状態で、燃料電池44が発電して2次電池42を充電し、2次電池42がベース電池40を充電して満充電にした場合、の何れかのルートで到達する。
システムコントローラ22は、この状態遷移図に基づいて、それぞれの電源の状態に応じた最適な電源を使用して、デジタルカメラ10の全体の動作を制御する。この状態遷移図にないルートで特定の状態に遷移した場合には、電源関連で何らかの異常が発生した可能性があるので、システムコントローラ22は異常への対応を行うこともできる。
図13は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ10の電源モニタ・コントローラ50とシステムコントローラ22の動作フローチャートを示す図である。なお、電源モニタ・コントローラ50は、ベース電池40か2次電池42を電源として動作するので、図11に示した状態のうち、ケースNo.10及びケースNo.11の状態は除外される。図13に記載されている括弧でくくられた数字は、図11に示した状態に対応する。
即ち、上記第1実施形態と同様に、まず、ベース電池40、2次電池42、及び燃料電池44の燃料の状態を取り込む(ステップS10)。そして、ベース電池40の充電レベルが一定以上か否かをチェックする(ステップS12)。
ここで、ベース電池40の充電レベルが一定以上でないと判断された場合には、電源モニタ・コントローラ50は2次電池42で動作しているが、ベース電池40の充電を待つ必要がある。この状態は上記ケースNo.12の状態である。この場合には、電源チェックSW54がオンされたときに準備中であることを知らせるように、電源チェックLED56を点滅1で点滅させるように設定する(ステップS14)。その後、ベース電池40の状態を取り込み(ステップS16)、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上になったか否かを判別する(ステップS18)。ここで、まだ一定レベル以上になっていないと判断された場合には、上記ステップS16に戻る。こうして、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上になるまで待つ。
上記ステップS18において、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上であると判断されたならば、あるいは、上記ステップS12において、ベース電池40の充電状態が一定レベル以上であると判断された場合(上記ケースNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5、No.6、No.7、No.8、No.9の状態に相当)には、上記ステップS10で取り込んだ2次電池42の充電状態をチェックする(ステップS40)。2次電池42の充電状態が一定レベル以下であると判断した場合(上記ケースNo.6、No.7、No.9の状態に相当)には、更に、上記ステップS10で取り込んだ燃料電池44の燃料をチェックする(ステップS42)。
ここで、燃料が空であると判断した場合(上記ケースNo.9の状態に相当)には、デジタルカメラ10の電源がない状態であるので、電源チェックSW54がオンされた場合に電源チェックLED56が点滅2で点滅(『燃料を入れてください』をユーザに要請する)するように設定して(ステップS24)、上記ステップS10に戻る。
これに対して、上記ステップS42において、燃料電池44の燃料が満タンではないがあると判断した場合(上記ケースNo.6の状態に相当)には、液晶モニタ32上に『準備中です。しばらくお待ち下さい。機能限定で使用できます。燃料を補充してください』のメッセージを表示する(ステップS44)。そして、機能限定フラグを「1」にセットして(ステップS46)、上記ステップS10に戻る。この機能限定フラグは、「1」にセットされるとストロボ発光や連続撮影等のピーク負荷電力必要とするオペレーションが動作しなくなる。システムコントローラ22が、この機能限定フラグがセットされているのを見て、動作制御を行う。なお、この機能限定フラグは、当該システムコントローラ22が内蔵する図示しないメモリに設けても良いし、電源モニタ・コントローラ50が内蔵する図示しないメモリに設けても良い。あるいは、SDRAM20の所定領域をフラグエリアとして割り当てても良いし、別に専用のメモリを設けても構わない。
また、上記ステップS42において、燃料電池44の燃料が満タンであると判断した場合(上記ケースNo.7の状態に相当)には、液晶モニタ32上に『準備中です。しばらくお待ち下さい。機能限定で使用できます』のメッセージを表示し(ステップS48)、上記機能限定フラグを「1」にセットした後(ステップS50)、上記ステップS10に戻る。
一方、上記ステップS40において、2次電池42の充電レベルが一定レベル以上であると判断された場合(上記ケースNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5、No.8の状態に相当)には、上記機能限定フラグを「0」にリセットした後(ステップS52)、上記ステップS10で取り込んだ燃料電池44の燃料をチェックする(ステップS32)。
ここで、燃料電池44の燃料が空であると判断した場合(上記ケースNo.3、No.4の状態に相当)には、デジタルカメラ10の電源がない状態であるので、電源チェックSW54がオンされた場合に電源チェックLED56が点滅2で点滅(『燃料を入れてください』をユーザに要請する)するように設定して(ステップS54)、上記ステップS10に戻る。
これに対して、上記ステップS32において、燃料電池44の燃料が空でないと判別した場合には、その燃料の残量によって液晶モニタ32上にそれぞれに対応したメッセージを表示する。即ち、燃料が満タンではないがある場合(上記ケースNo.2、No.5の状態に相当)には、液晶モニタ32上に『動作できますが、燃料残り少ないので補充してください』の表示を(ステップS36)、満タンの場合(上記ケースNo.1、No.8の状態に相当)には『動作できます』の表示を(ステップS38)、それぞれ行う。表示を行った後はステップS10に戻り、ベース電池40、2次電池42、燃料電池44のそれぞれの状態に応じた対応を行う。この時、前述した状態遷移図に基づいて状態が遷移しているか否かをチェックすることが可能である。
以上のように、本第2実施形態によれば、燃料電池44と充電可能な2次電池42を電源とするデジタルカメラ10等の電子機器において、燃料電池44と2次電池42の状態に応じて電子機器の動作と使用する電源を選択すると同時に、燃料電池44と2次電池42の状態を基にしたメッセージを表示するようにし、さらに、燃料電池44及び2次電池42の両方の電源が動作できない状態になっても、燃料電池44及び2次電池42以外に、最低限の動作を行うための充電可能な緊急用電源としてのベース電池40と緊急用情報表示手段としての電源モニタ・コントローラ50及び電源チェックLED56を備え、緊急用電源は電子機器が動作している間は常時充電されるようにするように構成したので、電子機器を効率的に動作させることが可能となると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができるので、適切な対処を行うことができ、電子機器が電池切れによって途中で使用不可能になることを防ぐことが可能となる。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
例えば、上記第1及び第2実施形態では、電源チェックLED56は点灯、消灯、2つの点滅パターンによって4通りの場合を表示するようにしたが、赤と緑の2色LEDを使用し、個別点灯による赤、緑と、同時点灯による黄と、同時消灯とによって4通りの場合を表示しても良い。
(付記)
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
(1) 燃料電池と、
上記燃料電池によって充電可能な2次電池からなる第1の電池手段と、
を有し、
上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段から供給される電力で当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であると共に、
当該電子機器のすべての動作を行うことは不可能であるものの少なくとも電池残量を検出してその検出結果に基づいた表示が可能な電力を供給可能な第2の電池手段と、
上記燃料電池、上記第1及び第2の電池手段のそれぞれの電池残量を検出する電池残量検出手段と、
を更に有する電子機器であって、
上記電池残量検出手段で検出された各電池残量に基づいて、上記燃料電池から上記第1の電池手段への充電動作の実行の有無が決定されると共に、上記燃料電池への燃料の補充の指示及び/または当該電子機器の動作状態が第1の表示手段に表示され、
上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段の電池残量がない場合には、上記第2の電池手段から上記電池残量検出手段に電力が供給されて各電池の残量が検出され、その検出結果に基づいた表示が第2の表示手段になされる、
ことを特徴とする電子機器。
(対応する実施形態)
この(1)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1及び第2実施形態が対応する。それらの実施形態において、デジタルカメラ10が上記電子機器に、燃料電池44が上記燃料電池に、2次電池42が上記2次電池からなる第1の電池手段に、ベース電池40が上記第2の電池手段に、電源モニタ・コントローラ50が上記電池残量検出手段に、液晶モニタ32が上記第1の表示手段に、電源チェックLED56が上記第2の表示手段に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(1)に記載の電子機器によれば、電子機器を効率的に動作させることができると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができ、よって、ユーザが適切な対処を行うことができ、電子機器が電池切れによって途中で使用不可能になることを防ぐことが可能となる。
(2) 上記第1の電池手段から供給される電力でのみ当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であり、
上記第2の電池手段は、上記第1の電池手段から供給される電力によって充電可能な2次電池からなる、
ことを特徴とする(1)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(2)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、ベース電池40が上記充電可能な2次電池に対応する。
(作用効果)
この(2)に記載の電子機器によれば、第1の電池手段をメイン電源として使用し、燃料電池がこの2次電池を充電しながら動作することができる。また、第2の電池手段は、第1の電池手段によって充電可能なので、第2の電池手段が空になって第2の表示手段による各電池の残量の検出結果の表示ができなくなるおそれを少なくすることができる。
(3) 上記第1の電池手段の残量がなく上記電池残量検出手段に電力を供給できない場合には、当該電子機器に設けられたスイッチ手段の操作に対応して上記第2の電池手段から上記電池残量検出手段に電力が供給されて各電池の残量が検出され、検出結果に基づいた表示が上記第2の表示手段になされることを特徴とする(2)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(3)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1実施形態が対応する。その実施形態において、電源チェックSW54が上記スイッチ手段に対応する。
(作用効果)
この(3)に記載の電子機器によれば、第1の電池手段の残量がなく上記電池残量検出手段に電力を供給できない場合に、その電池残量検出手段による各電池の残量の検出及び第2表示手段によるその検出結果の表示を、常に行うのではなく、スイッチ手段の操作に応じて行うので、第2の電池手段の電池消耗を抑えることができる。
(4) 上記燃料電池のみの電力または上記燃料電池と上記第1の電池手段の両方から同時に供給される電力で当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であり、
上記第2の電池手段は、上記第1の電池手段から供給される電力によって充電可能な2次電池からなる、
ことを特徴とする(1)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(4)に記載の電子機器に関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、ベース電池40が上記充電可能な2次電池に対応する。
(作用効果)
この(4)に記載の電子機器によれば、燃料電池をメイン電源として使用し、第1の電池手段がピーク負荷分を補助して動作することができる。また、第2の電池手段は、第1の電池手段によって充電可能なので、第2の電池手段が空になって第2の表示手段による各電池の残量の検出結果の表示ができなくなるおそれを少なくすることができる。
(5) 上記燃料電池の残量がなく上記電池残量検出手段に電力を供給できない場合には、当該電子機器に設けられたスイッチ手段の操作に対応して上記第2の電池手段から上記電池残量検出手段に電力が供給されて各電池の残量が検出され、検出結果に基づいた表示が上記第2の表示手段になされることを特徴とする(4)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(5)に記載の電子機器に関する実施形態は、第2実施形態が対応する。その実施形態において、電源チェックSW54が上記スイッチ手段に対応する。
(作用効果)
この(5)に記載の電子機器によれば、燃料電池手段の残量がなく上記電池残量検出手段に電力を供給できない場合に、その電池残量検出手段による各電池の残量の検出及び第2表示手段によるその検出結果の表示を、常に行うのではなく、スイッチ手段の操作に応じて行うので、第2の電池手段の電池消耗を抑えることができる。
(6) 上記第2の電池手段は、上記電子機器が動作している間は常時充電動作がなされていることを特徴とする(2)又は(4)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(6)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1及び第2実施形態が対応する。
(作用効果)
この(6)に記載の電子機器によれば、第2の電池手段は、当該電子機器が動作している間は常時充電されるので、第2の電池手段が空になって第2の表示手段による各電池の残量の検出結果の表示ができなくなるおそれを非常に少なくすることができる。
(7) 上記第2の表示手段は、LEDであることを特徴とする(1)、(3)、又は(5)に記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(7)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1及び第2実施形態が対応する。それらの実施形態において、電源チェックLED56が上記LEDに対応する。
(作用効果)
この(7)に記載の電子機器によれば、第2の表示手段として消費電力の少ないLEDを使用するので、第2の表示手段による表示のために第2の電池手段が早く消耗して、表示できなくなってしまうというおそれを少なくすることができる。
(8) 上記燃料電池は、メタノールを燃料とする燃料電池であることを特徴とする(1)乃至(7)の何れかに記載の電子機器。
(対応する実施形態)
この(8)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1及び第2実施形態が対応する。
(作用効果)
この(8)に記載の電子機器によれば、メタノールを燃料として使用する燃料電池とすることで、長時間にわたって一定の出力を供給することが可能である。
(9) 燃料電池と、
上記燃料電池によって充電可能な2次電池からなる第1の電池手段と、
当該電子機器のすべての動作を行うことは不可能であるものの少なくとも電池残量を検出してその検出結果に基づいた表示が可能な電力を供給可能な第2の電池手段と、
上記燃料電池、上記第1及び第2の電池手段のそれぞれの電池残量を検出する電池残量検出手段と、
上記燃料電池への燃料の補充の指示及び/または当該電子機器の動作状態を表示するための第1の表示手段と、
上記電池残量検出手段による各電池の残量の検出結果に基づいた表示を行う第2の表示手段と、
を具備し、
上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段から供給される電力で、当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であり、
上記電池残量検出手段で検出された各電池残量に基づいて、上記燃料電池から上記第1の電池手段への充電動作の実行の有無が決定されると共に、上記第1の表示手段への表示内容が決定され、
上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段の電池残量がない場合には、上記第2の電池手段から上記電池残量検出手段に電力が供給されて各電池の残量が検出され、その検出結果に基づいた表示が上記第2の表示手段になされる、
ことを特徴とする電子機器。
(対応する実施形態)
この(9)に記載の電子機器に関する実施形態は、第1及び第2実施形態が対応する。それらの実施形態において、デジタルカメラ10が上記電子機器に、燃料電池44が上記燃料電池に、2次電池42が上記2次電池からなる第1の電池手段に、ベース電池40が上記第2の電池手段に、電源モニタ・コントローラ50が上記電池残量検出手段に、液晶モニタ32が上記第1の表示手段に、電源チェックLED56が上記第2の表示手段に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(9)に記載の電子機器によれば、電子機器を効率的に動作させることができると共に、ユーザが電子機器の電源の状態を常に知ることができ、よって、ユーザが適切な対処を行うことができ、電子機器が電池切れによって途中で使用不可能になることを防ぐことが可能となる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラの主要構成を示す図である。 図2は、電源モニタ・コントローラへの電源供給を行う詳細構成を示すブロック図である。 図3(A)は、デジタルカメラの裏面図であり、図3(B)は、デジタルカメラの側面図である。 図4は、センサアレイのセンサで燃料タンク内の燃料の残量を測定する原理を示す図で、燃料タンクを鉛直方向上側から見た図である。 図5は、センサアレイの構成を示す図である。 図6は、センサアレイの出力を示す図である。 図7は、第1実施形態における各電池の残量の状態に対応したデジタルカメラの状態と表示の対応一覧表を示す図である。 図8は、図7におけるケースNo.1からケースNo.12までの状態の相互の遷移状態を示す状態遷移図である。 図9は、第1実施形態におけるデジタルカメラの電源モニタ・コントローラ及びシステムコントローラの動作フローチャートを示す図である。 図10は、本発明の第2実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラの主要構成を示す図である。 図11は、第2実施形態における各電池の残量の状態に対応したデジタルカメラの状態と表示の対応一覧表を示す図である。 図12は、図11におけるケースNo.1からケースNo.12までの状態の相互の遷移状態を示す状態遷移図である。 図13は、第2実施形態におけるデジタルカメラの電源モニタ・コントローラ及びシステムコントローラの動作フローチャートを示す図である。
符号の説明
10…デジタルカメラ、 12…CCD、 14…撮影レンズ、 16…CCDインターフェース回路、 18…FlashROM、 20…SDRAM、 22…システムコントローラ、 24…記録メディア、 26…ストロボ制御回路、 28…ストロボ、 30…液晶モニタ駆動回路、 32…液晶モニタ、 34…白黒LCD、 36…カメラ操作SW、 38…USBコントローラ、 40…ベース電池、 42…2次電池、 44…燃料電池、 46,52…充電回路、 48…燃料タンク、 50…電源モニタ・コントローラ、 54…電源チェックSW、 56…電源チェックLED、 58,60…逆流防止用ダイオード、 62…DC−DCコンバータ、 64…A/D変換器、 66…電流検出回路、 68…センサアレイ、 70…燃料量表示窓、 72…燃料、 74…燃料補給口、 76…センサ、 78…LED、 80…集光レンズ、 82…結像レンズ、 84…ディテクタ、 86…ミラー部。

Claims (11)

  1. 燃料電池と、
    上記燃料電池によって充電可能な2次電池からなる第1の電池手段と、
    上記第1の電池手段から供給される電力によって充電可能な第2の電池手段と、
    上記燃料電池、上記第1及び第2の電池手段のうち少なくとも上記第2の電池手段の電池残量を検出する電池残量検出手段と、
    上記燃料電池への燃料の補充の指示または当該電子機器の動作状態のうち少なくともいずれか1つが表示される第1の表示手段
    上記第1の電池手段及び上記第2の電池手段のうち少なくとも1つによって電力が供給され、上記電池残量検出手段の検出した検出結果に基づき、上記電池残量に関する表示または当該電子機器の動作状態に関する表示のうち少なくともいずれか1つが表示される第2の表示手段と、
    を備える電子機器であって、
    当該電子機器は、上記燃料電池及び/または上記第1の電池手段から供給される電力で当該電子機器のすべての動作を行うことが可能であり、
    上記電池残量検出手段によって検出された上記第2の電池手段の電池残量が所定の値より低い場合、上記所定の値以上になるまで上記第2の電池手段が充電される、
    ことを特徴とする電子機器。
  2. 上記電池残量検出手段によって検出された上記第2の電池手段の電池残量が上記所定の値より低い場合、上記第2の電池手段が充電され上記所定の値以上になるまで、当該電子機器の動作が制限される、及び/または上記第2の表示手段に当該電子機器の動作状態が表示されることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 上記電池残量検出手段によって検出された上記第2の電池手段の電池残量が上記所定の値より低い場合、上記第2の電池手段が充電され上記所定の値以上になるまで、当該電子機器の動作が上記第2の表示手段への当該電子機器の動作状態の表示のみに制限されることを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
  4. 上記第2の電池手段の電池残量が上記所定の値以上である場合、上記電池残量検出手段で検出された上記第1の電池手段、及び/または上記燃料電池の電池残量の検出結果に基づいた表示が上記第1の表示手段または上記第2の表示手段になされることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  5. 上記燃料電池の電池残量が所定の値以上である場合、上記第2の表示手段に当該電子機器の動作状態に関する表示がなされることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
  6. 上記燃料電池の電池残量が所定の値より低い場合、上記第2の表示手段に上記燃料電池への燃料の補充の指示が表示されることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
  7. 上記第1の電池手段の電池残量が所定の値より低く、上記燃料電池の電池残量が所定の値以上であり、かつ、上記第2の電池手段が上記所定の値以上である場合、上記第1の電池手段が上記所定の値以上に充電されるまで当該電子機器のピーク電力が必要となる動作が制限されることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  8. 上記第1の電池手段の電池残量が所定の値より低く、上記燃料電池の電池残量が所定の値以上であり、かつ、上記第2の電池手段が上記所定の値以上である場合、上記第1の電池手段が上記所定の値以上に充電されるまで、ストロボ発光及び連続撮影を禁止することを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
  9. 上記第1の電池手段及び上記燃料電池のいずれからも上記電池残量検出手段に電力を供給できない場合には、当該電子機器に設けられたスイッチ手段の操作に対応して上記第2の電池手段から上記電池残量検出手段に電力が供給されて各電池の残量が検出され、検出結果に基づいた表示が上記第2の表示手段になされることを特徴とする請求項に記載の電子機器。
  10. 上記第2の表示手段の消費電力は、上記第1の表示手段の消費電力よりも少ないことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の電子機器。
  11. 上記第2の表示手段は、LEDであることを特徴とする請求項10に記載の電子機器。
JP2006297059A 2006-10-31 2006-10-31 電子機器 Expired - Fee Related JP4889449B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006297059A JP4889449B2 (ja) 2006-10-31 2006-10-31 電子機器
PCT/JP2007/071130 WO2008053891A1 (en) 2006-10-31 2007-10-30 Electronic device
US12/431,186 US20090214912A1 (en) 2006-10-31 2009-04-28 Electronic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006297059A JP4889449B2 (ja) 2006-10-31 2006-10-31 電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008117539A JP2008117539A (ja) 2008-05-22
JP4889449B2 true JP4889449B2 (ja) 2012-03-07

Family

ID=39344233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006297059A Expired - Fee Related JP4889449B2 (ja) 2006-10-31 2006-10-31 電子機器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090214912A1 (ja)
JP (1) JP4889449B2 (ja)
WO (1) WO2008053891A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110089009A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Ming-Tsung Chiu Air conditioner control module
US20120198262A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Hand Held Products, Inc. Mobile device and method for extending battery life
US9539963B2 (en) * 2012-03-23 2017-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery system and method of operating the battery system
JP2018033244A (ja) * 2016-08-24 2018-03-01 キヤノン株式会社 電子機器およびその制御方法
CN110718944B (zh) * 2018-07-12 2023-08-04 中兴通讯股份有限公司 一种双电池充放电的方法、装置、终端和存储介质
JP2020098124A (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 セイコーエプソン株式会社 電子機器、バッテリー状態表示方法および印刷装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1237689A (en) * 1967-12-18 1971-06-30 Lucas Industries Ltd Battery charging systems
JPH04274676A (ja) * 1991-03-01 1992-09-30 Canon Inc ビデオカメラ
JP2003344919A (ja) * 2002-05-22 2003-12-03 Konica Minolta Holdings Inc 撮影装置
JP2004069875A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Fuji Photo Film Co Ltd カメラ
JP4072022B2 (ja) * 2002-08-15 2008-04-02 富士フイルム株式会社 カメラ
US6771045B1 (en) * 2002-09-05 2004-08-03 Ise Corporation Systems and methods for battery charging and equalization
JP2004326386A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Mitsubishi Electric Corp 評価支援装置及び評価支援方法及び評価支援プログラム
JP2005321722A (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Fuji Photo Film Co Ltd 三脚
TWI318472B (en) * 2006-05-19 2009-12-11 Iner Aec Executive Yuan Fuel cell apparatus and a charging/discharging management system and method using for such apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008053891A1 (en) 2008-05-08
JP2008117539A (ja) 2008-05-22
US20090214912A1 (en) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4889449B2 (ja) 電子機器
US7773148B2 (en) Power system having a battery unit that calculate cumulative work volume value
US7508168B2 (en) Electronic apparatus with remaining battery power indicating function
JP4137076B2 (ja) 情報機器
JP4529451B2 (ja) 燃料電池装置及びその制御方法、電子機器
US8279332B1 (en) Electronic apparatus and fuel cell control method for electronic apparatus
JP4112341B2 (ja) プリントシステム並びにこのシステムに適合するデジタルカメラ
US9043175B2 (en) Electronic apparatus
JP4760800B2 (ja) 携帯端末
JP4871515B2 (ja) 電子機器
JP4724509B2 (ja) 外部電源装置
JP4671590B2 (ja) 電源種別判定方法、電源種別判定装置、及び電源装置
JP2007168237A (ja) 印刷装置、及び、印刷装置の制御方法
JP2005116333A (ja) 燃料電池装置及びその制御方法
JP2007305471A (ja) 燃料電池の燃料補給装置
JP2005071662A (ja) 燃料電池搭載装置及び燃料電池システム
JP2011083117A (ja) 電子機器
EP1484909B1 (en) Camera control device and digital still camera
JP2004069922A (ja) 撮影装置
JP5284450B2 (ja) 撮像装置
JP2009128128A (ja) 電池残量表示装置
JPH1031244A (ja) カメラ
JP2007135341A (ja) 携帯端末及び充電装置
JP2012073521A (ja) 電子機器、報知制御方法及びプログラム
JP2008186733A (ja) 電子機器システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111206

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111213

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141222

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees