JPH11262173A - 電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器が動作状態を変更後に電力供給手段
による電力供給が可能か否かを動作変更前に判別するこ
とができる電力供給装置を提供すること。 【解決手段】 電力を供給するための電力供給手段２
と、電力供給手段２の充放電状態を計測するための計測
手段４、５、６と、計測手段４、５、６により計測され
た充放電状態から電力供給手段２の状態を判別するため
に演算する演算手段３ａを有し、電力供給手段２を制御
するための第１制御手段３と、電子機器の制御を行うた
めの第２制御手段１０と、第２制御手段１０と第１制御
手段３との間で通信を行うための通信手段７、１２、１
３とを有し、第２制御手段１０は、電子機器１００の動
作状態が変更される前に第１制御手段３から電子機器１
００の動作状態変更後における電力供給手段２の状態を
示す演算結果を通信手段７、１２、１３により得ること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器に設け
られており、動作状態によって消費電力変化の大きい電
子機器に電力を供給するための電力供給装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子スチルカメラ（以下、電子カ
メラと略す）等の電子機器（セット）は、その電源とし
て、乾電池やニッケル水素、リチウムイオン等の２次電
池（以下、電池という）を内蔵するものがある。この電
池は、電子機器全体に対して電力供給を行い、電子機器
側の電圧等を監視して電池の端子電圧が終止電圧（電子
機器が動作不能となる電池の端子電圧）に達した時点
で、電子機器の動作を停止させていた。一方、ビデオカ
メラやノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器で
は、それぞれ電子機器が動作可能な時間を知る必要性か
ら電池の残容量を計算して電池セットに伝える機能を持
たせたいわゆるインテリジェントバッテリーが用いられ
る場合もあった。このような電池では、電池の端子電
圧、充放電電流、及び／又は温度等を観察し、電池の残
容量を計算している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電池の特徴
として、電池が低温状態となったり、電池に重負荷ある
いは繰り返し充放電後の劣化が生ずると、電池の内部イ
ンピーダンスが大きくなり電池の端子電圧が通常より降
下する。電子機器の動作状態によって負荷変動の大きな
電子機器では、電池の残容量を検出するだけでは、電子
機器の動作状態の変化後に電子機器の終止電圧を下回る
かの判断は難しかった。

【０００４】通常は、電池の残容量が低下して電池の端
子電圧が終止電圧となると、電子機器は、動作が禁止さ
れる状態（以下、スリープモードという）、又は、電子
機器が電源オフ状態とする。もし、電子機器が判断を誤
り、モード変化後に短時間の内に終止電圧を下回った場
合、例えば情報をメモリ等に書き込みを行っている最中
に回路が停止すると、メモリの管理領域を破壊する可能
性が高く、記録している情報のみならず、既に記録した
情報までもが破壊され、記録された情報が全て読み出し
不可能となる問題が発生していた。

【０００５】また、電子機器の動作変更後の電圧降下の
予測には、電池の内部インピーダンスの把握が必要であ
る。電池の内部インピーダンスは電池の充放電を繰り返
しや動作温度によって大幅に変化するため、一意に決定
することが困難であった。電子機器等において上述の問
題点を最も簡単に解決するには、動作変更後の電池の電
圧効果を考慮して十分な余裕を見込んで終止電圧を高め
に設定しておく方法があるが、当然ながら電子機器の使
用可能時間が短くなってしまう。このため、電子機器の
使用可能時間を延ばそうとすると、電池容量を大きくし
なければならず、近年の小型化要求と相反するものとな
る。

【０００６】そこでこの発明は上記課題を解消し、電子
機器が動作状態を変更後に電力供給手段による電力供給
が可能か否かを動作変更前に判別して、電子機器が電力
不足によって停止状態となるための時間を確保すること
で記憶媒体に格納される情報の破壊を防止することがで
きると共に電力供給手段の供給可能な電力を使い尽くす
ことができる電力供給装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
あっては、複数の動作状態を持つ電子機器に設けられて
おり、電子機器に電力を供給する電力供給装置であっ
て、電力を供給するための電力供給手段と、電力供給手
段の充放電状態を計測するための計測手段と、計測手段
により計測された充放電状態から電力供給手段の状態を
判別するために演算する演算手段を有し、電力供給手段
を制御するための第１制御手段と、電子機器の制御を行
うための第２制御手段と、第２制御手段と第１制御手段
との間で通信を行うための通信手段とを有し、第２制御
手段は、電子機器の動作状態が変更される前に第１制御
手段から電子機器の動作状態変更後における電力供給手
段の状態を示す演算結果を通信手段により得ることを特
徴とする電力供給装置により達成される。

【０００８】この発明では、計測手段は、第１制御手段
によって制御される電力供給手段であって、複数の動作
状態を有する電子機器に電力を供給する電力供給手段の
充放電状態を計測する。第１制御手段の一部としての演
算手段は、計測手段により計測した電力供給手段の充放
電状態から電力供給手段の状態を演算する。第２制御手
段は、電子機器の動作状態の変更前に第１制御手段から
動作状態変更後の電力供給手段の状態の演算結果を通信
手段により取得する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。

【００１０】図１は、この発明の好ましい実施形態とし
ての電力供給装置を内蔵する電子機器の一例を示す斜視
図である。電子機器は、例えば図１の電子カメラ１００
（電子スチールカメラ）である。電子カメラ１００は、
使用者が任意の対象物をレンズ１１で撮影して電子カメ
ラ１００に設けられた表示装置１９に表示する。電子カ
メラ１００は、内蔵する例えばフロッピーディスク等の
情報記録媒体に映像データを記録する。電子カメラ１０
０は、電力を消費する電子回路等の負荷及び負荷等に電
力を供給する電力供給装置１を有する。

【００１１】図２は、図１の電子カメラの一部としての
電力供給装置及び周辺の回路構成例を示すブロック図で
ある。電力供給装置１は、充電式電池１５、カメラ部１
７の一部及びこれら同士を接続するためのコネクタ１３
を有する。充電式電池１５は、２次電池２、電流計測部
４、電圧計測部５、温度計測部６、バッファー７（通信
手段）及び電池制御部３（第１制御手段）等を有する。
充電式電池１５は、コネクタ１３を介してカメラ部１７
と接続されている。

【００１２】２次電池２は、電圧計測部５及び電流計測
部４を介してコネクタ１３と接続されている。２次電池
２は、電子カメラ１００を駆動するための電源である。
２次電池２は、後述するようにその出力電流が電流計測
部４により計測される。尚、電源としての２次電池２
は、１次電池であっても良い。

【００１３】電流計測部４は、２次電池２、電池制御部
３、電圧計測部５及びコネクタ１３等と接続されてい
る。電流計測部４は、２次電池２から流出する電流値を
計測する。電圧計測部５は、２次電池２、コネクタ１
３、電池制御部３及び電流計測部４と接続されている。
電圧計測部５は、２次電池２の両側の端子と接続されお
り、２次電池２の出力電圧を計測する。温度計測部６
は、電池制御部６と接続されており、温度を計測する。

【００１４】バッファー７は、電池制御部３及びコネク
タ１３等と接続されている。バッファー７は、電池制御
部３とカメラ部１７との間で通信を行う際に用いられる
通信用のトランシーバー／レシーバーである。バッファ
ー７は、コネクタ１３を介してカメラ部１７のバッファ
ー１２（通信手段）との間でデータの交換を行うための
通信媒体である。

【００１５】電池制御部３は、温度計測部６、電圧計測
部５、電流計測部４及びバッファー７と接続されてい
る。電池制御部３は、２次電池２の温度、出力電圧及び
電流をそれぞれ温度計測部６、電圧計測部５及び電流計
測部４により検知させる。電池制御部３は、バッファー
７を介してカメラ部１７と通信を行う機能を有する。電
池制御部３は、以下に示すような演算が行われることに
より算出された２次電池２の充放電状態をカメラ部１７
（のカメラ制御部１０）に送る。

【００１６】電池制御部３は、演算部３ａを有する。演
算部３ａは、温度計測部６、電圧計測部５及び／又は電
流計測部４により計測された２次電池２の計測値に基づ
く充放電状態から２次電池２の状態を判別する以下のよ
うな演算を行う。電子カメラ１００は、例えば使用者が
映像を撮影することでＣＣＤ画像素子からの映像信号を
記録装置に記録するための処理を行う等の動作状態（動
作モード）を変更する際に、２次電池２から必要な電力
供給を受けている。このため、２次電池２の出力端子間
の電圧が電子カメラ１００の動作状態が変更されること
により、充電式電池１５の一部としての２次電池２の内
部インピーダンスが変化する。

【００１７】この内部インピーダンスは、２次電池２の
残容量、負荷、温度及び使用履歴などによって様々に変
化する。つまり、内部インピーダンスは、２次電池２の
内部に特定の数値として保有することが困難である。こ
のため、内部インピーダンスは、電子カメラ１００の動
作状態が変更される直前の２次電池２における端子電圧
の電圧降下等から求めた内部インピーダンスをもって代
用する。演算部３ａは、以下のように内部インピーダン
スを計算する。

【００１８】図４は、２次電池２及び負荷１１付近を簡
略化したモデル例を様子を示す回路図である。図２の電
圧計測部５及び電流計測部４は、それぞれ前述したよう
に、図４の電圧Ｅ及び電流Ｉを計測する。電子カメラ１
００の動作状態の変更による内部インピーダンスの値を
演算部３ａにより演算する計算式としては、以下のよう
な式を用いる。 Ｚ＝△Ｅ／△Ｉ ・・・（１） 但し、Ｚは２次電池の内部インピーダンス、△Ｅ、△Ｉ
はそれぞれ電子カメラ１００の動作状態変更時における
２次電池２の出力端子の電圧降下分、電流増加分を表
す。

【００１９】次に、演算部３ａは、電子カメラ１００に
おいて動作状態を変更しても、変更後に電子カメラ１０
０が異常な動作を生じない２次電池２の出力を判別す
る。電子機器１００の動作状態の変更の前後で、以下の
式が成立する。

【００２０】 Ｐ₀ ＝Ｉ₀ ×Ｅ₀ ・・・（２） Ｐ₁ ＝Ｉ₁ ×Ｅ₁ ・・・（３） Ｅ₁ ＝Ｅ₀ −（Ｉ₁ −Ｉ₀ ）×Ｚ・・・（４） 但し、Ｐ₀ 、Ｉ₀ 及びＥ₀ はそれぞれ電子カメラ１００
の動作状態が変更される前の消費電力、電流及び電圧で
あり、Ｐ₁ 、Ｉ₁ 及びＥ₁ はそれぞれ電子カメラ１００
の動作状態が変更された後の消費電力、電流及び電圧で
あり、Ｚは２次電池２を含む充電式電池１５の内部イン
ピーダンスを表す。尚、Ｐ₁ は、例えばカメラ部１７側
のカメラ制御部１０に設けられたメモリ１０ａ上に格納
されたテーブル（以下、消費電力情報という）に予め持
っており、必要に応じて電池制御部３の演算部３ａによ
り参照される。

【００２１】式（２）、（３）及び（４）を解いて、電
子カメラ１００の動作状態の変更後の２次電池２の端子
電圧は、以下のように表せる。

【数１】

【００２２】電子カメラ１００において動作状態を変更
しても、変更後の電子カメラ１００が異常な動作状態と
なるか否かによって、電子カメラ１００の動作状態の変
更を許可するか否かの基準判定としての２次電池２の判
定電圧Ｅ_z は、電子カメラ１００の動作が禁止されるべ
き２次電池２の出力電圧（以下、終止電圧という）をＥ
_X とすると、以下のように表わすことができる。 Ｅ_z ＞Ｅ_X ・・・（６） となるような電子カメラ１００の動作変更が禁止される
判定電圧Ｅ_z を定めた時、式（７）を満たした場合、電
子カメラ１００の動作を許可する。 Ｅ₁ ＞Ｅ_z ・・・（７）

【００２３】カメラ部１７は、レギュレータ９、カメラ
制御部１０、バッファー１２及び負荷１１等を有する。
カメラ部１７は、コネクタ１３を介して充電式電池１５
に接続されている。負荷１１は、ＣＣＤ撮像素子、信号
処理回路、画像メモリ（主記憶装置）、記憶装置及び表
示装置等の電子カメラ１００を構成している負荷を示
す。

【００２４】この発明の好ましい実施形態としての電力
供給装置を内蔵する電子機器の構成は以上のようになっ
ており、次に動作について説明する。図３は、この発明
の好ましい実施形態としての電力供給装置の動作例を示
すフローチャートである。以下、このフローチャートに
沿って、図２を参照しながら電力供給装置の動作例につ
いて説明する。

【００２５】電子カメラ１００は、使用者により使用さ
れることで様々な動作状態（動作モード）となる。動作
モードの一例としては、例えば電子カメラ１００で撮影
した画像をリアルタイムで表示装置に表示する表示モー
ドからＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ
Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）圧縮等を始める記録モ
ード、あるいは電子カメラ１００の電源をオフした状態
から撮影済みの映像を再生する再生モード等がある。

【００２６】電子カメラ１００は例えば電源がオンされ
た状態であり、使用者による操作を待っている動作モー
ドであるとする。電池制御部３は、電子カメラ１００の
動作モードの変更を判断している。電池制御部３により
電子カメラ１００の動作状態が変更されると判断される
と（ステップＳ１）、

【００２７】カメラ制御部１０は、電子カメラ１００の
動作状態が変更された場合に移行しようとしている動作
モード（例えば記録モード）における消費電力情報を電
池制御部３に伝達する（ステップＳ２）。伝達する消費
電力情報は、例えばカメラ制御部１０が有するメモリ１
０ａに格納されたテーブルから読み出される。電子カメ
ラ１００（のカメラ制御部１０）は、記録モードに移行
しても、例えばＪＰＥＧ方式による圧縮を行って主記憶
装置に書き込みが終了するまでの十分な時間、電力の供
給が可能であるか否かの応答を待つ（ステップＳ３）。

【００２８】電子カメラの動作状態の判断は、前述した
ように電流計測部４、電圧計測部５及び／又は温度計測
部６による計測結果から電池制御部３の演算部３ａの演
算結果により判断される。演算部３ａは、充電式電池１
５の内部インピーダンスを電流計測部４、電圧計測部５
及び温度計測部６による計測結果から式（１）を用いて
演算する。

【００２９】演算部３ａは、求められた充電式電池１５
の内部インピーダンスに基づいて式（２）から（５）を
用いて電子カメラ１００が動作するために必要な終止電
圧を演算する。電池制御部３は、式（６）及び式（７）
を用いて、２次電池２の出力電圧が終止電圧になってい
ないかどうかを判別することで、電子カメラ１００が動
作モードの変更を行うことができるかを判別する。

【００３０】電池制御部３は、電子カメラ１００の動作
モードが変更することができるかどうかを判断する（ス
テップＳ４）。カメラ制御部１０は、電池制御部３の結
果に基づいて電子カメラ１００の動作モードの変更が可
能であれば動作モードを変更して（ステップＳ５）、ス
テップＳ１の処理に戻って待機状態となる。

【００３１】ステップＳＴ４にて２次電池２が電力供給
が不可能であれば、カメラ制御部１０は、電子カメラ１
００における動作モードの変更が、電子カメラ１００が
停止状態からの立ち上げによるものであるか否かをを判
断する（ステップＳ６）。もし、ステップＳ６にて電子
カメラ１００の立ち上げにより動作モードが変更された
場合は、２次電池が電子カメラ１００を動作させるのに
十分な電力を有していないので、例えば、バッテリ−ダ
ウン（２次電池２の容量不足）の警告ランプを点滅させ
る（ステップＳＴ９）。さらに、電子カメラ１００のシ
ステムを停止する。

【００３２】一方、ステップＳ６にて電子カメラ１００
の立ち上げにより動作モードが変更された場合でなけれ
ば、例えば電子カメラ１００において動作モードを変更
することができないことを表示装置に表示する。このよ
うにして、電子カメラ１００が使用者に対して警告を行
った後、カメラ制御部１０は、電子カメラ１００の動作
モードの変更を中止して（ステップＳ８）、ステップＳ
１の処理に戻る。

【００３３】この発明の実施形態によれば、電子機器の
一例としての電子カメラ１００の動作モードが変更され
る前に、電子カメラ１００の動作モードが変更された後
の２次電池２が電力供給可能か否かを、演算部３ａによ
って演算して変更できる状態であるか否かを確実に確認
することができる。従って、電力供給装置１は、２次電
池２の残容量を考慮した結果、動作することができない
と判別すると、突然電子カメラ１００のシステムが停止
されるのではなく、システムが停止されるまでの時間を
確保することができる。

【００３４】このため、電力供給装置１において、電子
カメラ１００が例えば記録モードに変更された場合に主
記憶装置に書き込み中の画像データの破壊を防止するこ
とができる。さらに、既に記録された画像データが読み
出せないこと等を防止することができる。また、電子カ
メラ１００は、システムが停止されない程度に２次電池
２の残容量がある場合であって、消費電力の大きな動作
モードには変更不可能であるが他の消費電力の小さな動
作モードに変更可能な状態である場合には、その消費電
力の小さな動作モードに変更することができる。このた
め、電子カメラ１００は、電力供給装置１の供給可能な
電力を有効に消費し尽くすことができる。

【００３５】ところでこの発明は上述した実施形態に限
定されるものではない。この発明の好ましい実施形態と
しての電力供給装置１を内蔵する電子機器として、電子
カメラを一例として説明しているが、電力が供給される
電子機器であればどのようなものにも適用することがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子機器が動作状態を変更後に電力供給手段による
電力供給が可能か否かを動作変更前に判別して、電子機
器が電力不足によって停止状態となるための時間を確保
することで記憶媒体に格納される情報の破壊を防止する
ことができると共に電力供給手段の供給可能な電力を使
い尽くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好ましい実施形態としての電力供給
装置を内蔵する電子機器の一例を示す斜視図。

【図２】図１の電子カメラの一部としての電力供給装置
及び周辺の回路構成例を示すブロック図。

【図３】図２の電力供給装置の動作例を示すフローチャ
ート。

【図４】図２の２次電池付近を示す回路図。

【符号の説明】

１・・・電力供給装置、２・・・２次電池（電力供給手
段）、３・・・電池制御部（第１制御手段）、３ａ・・
・演算部（演算手段）、４・・・電流計測部（計測手
段）、５・・・電圧計測部（計測手段）、６・・・温度
計測部（計測手段）、７・・・バッファー（通信手
段）、１０・・・カメラ制御部（第２制御部）、１２・
・・バッファー（通信手段）、１３・・・コネクタ（通
信手段）、電子カメラ１００（電子機器）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の動作状態を持つ電子機器に設けら
   れており、電子機器に電力を供給する電力供給装置であ
   って、 電力を供給するための電力供給手段と、 電力供給手段の充放電状態を計測するための計測手段
   と、 計測手段により計測された充放電状態から電力供給手段
   の状態を判別するために演算する演算手段を有し、電力
   供給手段を制御するための第１制御手段と、 電子機器の制御を行うための第２制御手段と、 第２制御手段と第１制御手段との間で通信を行うための
   通信手段とを有し、 第２制御手段は、電子機器の動作状態が変更される前に
   第１制御手段から電子機器の動作状態変更後における電
   力供給手段の状態を示す演算結果を通信手段により得る
   ことを特徴とする電力供給装置。
2. 【請求項２】 第１制御手段は、演算手段が電子機器の
   動作状態が変更される直前の電流対電圧変化から電力供
   給手段のインピーダンスを演算することにより電力供給
   手段の状態を判別する請求項１に記載の電力供給装置。